多元層狀鋰離子電池正極材料的合成與研究.pdf

1、與鋰離子電池正極材料LiCoO2，LiNiO2，LiMn2O4相比，LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2具有高比容量、高安全性、低成本、低污染的優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前鋰離子電池正極材料的研究熱點(diǎn)。合成LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2材料的方法有多種，但不同的方法所制備的材料的性能具有很大的差異。本論文主要從合成方法上進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)考查了摻雜氟元素及鋰元素對(duì)材料電化學(xué)性能的影響，制備出電化學(xué)性能良好的LiNi1/3Co1／3Mn1／3O2

2、材料。 首先，本研究采用常見(jiàn)的氫氧化物共沉淀法制備了LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2材料，并進(jìn)行了摻雜氟元素的研究。通過(guò)對(duì)其電化學(xué)性能的研究發(fā)現(xiàn)，用共沉淀法合成的材料具有良好的循環(huán)性能。 以NaOH-Na2CO3作為共沉淀劑進(jìn)行合成條件的探索發(fā)現(xiàn)，采用硝酸鈷作為鈷源，采用堿鹽溶液共滴的方法制備的材料具有較好的電化學(xué)性能。在此基礎(chǔ)上對(duì)燒結(jié)溫度的研究中發(fā)現(xiàn)，在相同的燒結(jié)制度下，900℃合成的材料初次放電容量達(dá)到169.

3、4mAh／g，20個(gè)循環(huán)仍能保持其初始容量的96.3％，顯示出良好的循環(huán)性能。進(jìn)一步的鋰過(guò)量研究發(fā)現(xiàn)，鋰的加入提高了材料的循環(huán)性能。較優(yōu)的Li／Me(Me=Ni,Co,Mn)比例為1.10，20個(gè)充放電循環(huán)可以達(dá)到96.9％的容量保持率。 采用新的方法制備了LiNi1／3Co1／3Mn1／3O2材料，考查了溫度及Li／Me值對(duì)材料電化學(xué)性能的影響。研究表明，采用該方法，在850℃和900℃的溫度下制備的材料具有良好的循環(huán)性能。8